三氯硅烷制造装置制造方法及图纸

一种三氯硅烷制造装置，具备：反应容器，在内部被供给包括四氯化硅和氢的供给气体，生成包括三氯硅烷与氯化氢的反应生成气体；加热机构，将反应容器加热；气体供给部，将供给气体供给到反应容器内；气体排气部，将反应生成气体从反应容器排出到外部；在反应容器的内部形成有反应流路，所述反应流路是使被大致同心配置的内径不同的多个反应筒壁分隔的多个小空间通过交替形成在这些反应筒壁的下部与上部上的流通用贯通部从内侧开始依次成为连通状态而形成的；在该反应流路上连接着气体供给部及气体排气部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将四氯化硅转换为三氯硅烷的三氯硅烷制造装置。本专利技术基于2006年10月31日在日本提出申请的特愿2006-297034号以及2007年10月3日在日本提出申请的特愿2007-259445号主张优先权，这里援用其内容。
技术介绍
作为用来制造高纯度硅(Si：硅)的原料使用的三氯硅烷(SiHCl3)可以通过使四氯化硅(SiCl4：四氯化硅)与氢反应转换来制造。即，硅通过基于以下的反应式(1)(2)的三氯硅烷的还原反应和热分解反应生成，三氯硅烷通过基于以下的反应式(3)的转换反应生成。SiHCl3+H2→Si+3HCl          ......(1)4SiHCl3→Si+3SiCl4+2H2      ......(2)SiCl4+H2→SiHCl3+HCl        ......(3)作为制造该三氯硅烷的装置，例如在专利文献1(特许第3781439号公报)中，提出了下述反应器：被发热体包围的反应室为具有由同心配置的两个管形成的外室和内室的双层室设计，经由设在该反应室的下部的热交换器对反应室从下方供给氢与四氯化硅的供给气体，并且将反应生成气体从反应室的下方排出。在该反应器中，被导入到外室中的供给气体被发热体加热而被转换为反应生成气体，并经由分流调节器通到内侧的内室中之后被排出。
技术实现思路
在上述以往的技术中，存在以下的问题。即，在上述以往的三氯硅烷的制造装置中，由于被导入到外室中的供给气体被上部的分流调节器将流动方向改变为相反方向而流过内室后排出，所以气体流路较短，成为难以得到为了得到充分的转换反应而需要的充分的保持时间和加热的构造。在该构造中，为了使气体-->流路变长而需要将构成反应器的双层管设定得更长，但在此情况下有装置整体大型化的不良状况。本专利技术是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种即使不使装置整体大型化、也能够得到转换反应所需要的较长的气体流路、能够得到充分的保持时间和加热的三氯硅烷制造装置。本专利技术为了解决上述问题，采用了以下的结构。即，本专利技术的三氯硅烷制造装置，具备：反应容器，在内部被供给包括四氯化硅和氢的供给气体，生成包括三氯硅烷与氯化氢的反应生成气体；加热机构，将上述反应容器的内部加热；气体供给部，将上述供给气体供给到上述反应容器内；气体排气部，将上述反应生成气体从上述反应容器排出到外部；在上述反应容器的内部形成有反应流路，所述反应流路是使被大致同心配置的内径不同的多个反应筒壁分隔的多个小空间通过交替形成在这些反应筒壁的下部与上部的流通用贯通部从内侧开始依次成为连通状态而形成的；在该反应流路上连接着上述气体供给部及气体排气部。在该三氯硅烷制造装置中，被供给到反应筒壁内的反应流路中的供给气体一边被加热一边经由流通用贯通部依次流过隔开反应筒壁的外侧或内侧的小空间并反应而成为反应生成气体。此时，由于在上述各反应筒壁上，从内侧开始依次在上部和下部交替地形成有流通用贯通部，所以气体每当移动到外侧或内侧的小空间中就从上部向下部、从下部向上部交替地反复改变流动方向。因而，通过在反应容器内确保较长的反应流路并用多个反应筒壁增大传热面积，能够确保为了供给气体反应而需要的充分的保持时间及加热，能够进一步提高转换率。此外，通过反应容器沿上下折回而连续地构成，能够使反应容器整体小型化，并且能够降低反应容器整体的热放散。在此情况下，流通用贯通部也可以是形成在反应筒壁上的贯通孔，也可以是形成在反应筒壁的上端部或下端部上的切口等。此外，气体供给部也可以是气体供给管，气体排气部也可以是气体排气管。在上述本专利技术的三氯硅烷制造装置中，也可以是，具备多个上述气体排气部；在上述多个小空间中的最内侧的小空间上连通着上述气体供给部，并且在最外侧的小空间上连接着多个上述气体排气部。在该三氯硅烷制造装置中，由于在反应流路中的最内侧的小空间-->上连通着气体供给部，并且在最外侧的小空间上连接着多个气体排气部，所以通过将高温状态的反应生成气体分开排出到多个气体排气部中，能够提高冷却效果，并且能够与外部在多个部位处进行热交换而能够迅速冷却。即，四氯化硅向三氯硅烷的转换反应如果不将排出的反应生成气体迅速冷却则也会发生恢复为原物质的逆反应，但由从上述多个气体排气部的排出将反应生成气体迅速冷却，从而能够提高向三氯硅烷的转换率。特别是，在通过加热机构从反应容器的外侧进行加热的构造的情况下，成为最高温状态的反应生成气体被多个气体排气部急剧地冷却，能够更有效地得到迅速冷却作用。上述三氯硅烷制造装置也可以是，具备收纳上述反应容器及上述加热机构的收纳容器；具备对上述收纳容器内供给氩气的氩气供给机构。在该三氯硅烷制造装置中，由于通过氩气供给机构将氩气供给到收纳容器内，所以通过用氩气使反应容器周围成为加压状态，能够防止供给气体或反应生成气体从反应容器泄漏。由此，能够防止从反应容器泄漏的供给气体或反应生成气体与在反应容器外侧的加热机构中使用的碳等反应。上述三氯硅烷制造装置也可以是，构成反应容器的部件由碳形成。进而，上述三氯硅烷制造装置也可以是，上述碳的表面用碳化硅涂层。在该三氯硅烷制造装置中，由于由用碳化硅(SiC)涂层的碳构成反应容器，所以能够防止碳与供给气体及反应生成气体中的氢、氯硅烷及氯化氢(HCl)反应、生成甲烷、甲基氯硅烷、碳化硅等而成为不纯物，能够得到纯度较高的三氯硅烷。根据本专利技术，发挥以下的效果。根据有关本专利技术的三氯硅烷制造装置，由于在多个反应筒壁上，从内侧开始依次在上部和下部交替地形成有流通用贯通部，所以通过气体向上方向、下方向交替地反复改变流动方向，能够在反应容器内确保较长的反应流路并用多个反应筒壁增大传热面积。因而，能够不使反应容器整体大型化而确保较长的反应流路，能够确保为了供给气体反应而需要的充分的保持时间及加热，能够进一步提高四氯化硅向三氯硅烷的转换率。附图说明-->图1是表示有关本专利技术的三氯硅烷制造装置的一实施方式的简略的剖视图。图2是沿着图1的A-A线的向视剖视图。图3是沿着图1的B-B线的向视剖视图。具体实施方式以下，参照图1或图2说明有关本专利技术的三氯硅烷制造装置的一实施方式。本实施方式的三氯硅烷制造装置如图1所示，具备将四氯化硅和氢的供给气体供给到内部通过转换反应生成三氯硅烷和氯化氢的反应生成气体的反应容器1、配设在反应容器1的周围而将该反应容器1加热的加热机构2、将供给气体供给到反应容器1内的气体供给管3、从反应容器1将反应生成气体排出到外部的多个气体排气管4、覆盖反应容器1及加热机构2的周围而配设的隔热部件5、收纳反应容器1、加热机构2及隔热部件5的收纳容器6、和对收纳容器6内供给氩气(Ar)的氩气供给机构7。上述反应容器1如图1及图2所示，具备用来将其内部空间划分为多个小空间8a～8d的内径不同的圆筒状的第1～第4反应筒壁9a～9d。即，反应容器1内的空间(比最外侧的第4反应筒壁9d靠内侧的空间)被3个第1～第3反应筒壁9a～9c分隔为中央1个圆柱状的小空间8a、和其外侧3个圆筒状的小空间8b～8d。此外，在作为最内侧的第1反应筒壁9a的内侧空间的圆柱状的小区间8a的下部连通着气体供给管3，并且在最外侧的小空间8d上连接着气体排气管4。此外，在这些第1～第3反应筒壁9a～9c中，从内侧开始依次在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三氯硅烷制造装置，其特征在于，　具备：　反应容器，在内部被供给包括四氯化硅和氢的供给气体，生成包括三氯硅烷与氯化氢的反应生成气体；　加热机构，将上述反应容器的内部加热；　气体供给部，将上述供给气体供给到上述反应容 器内；　气体排气部，将上述反应生成气体从上述反应容器排出到外部；　在上述反应容器的内部形成有反应流路，所述反应流路是使被大致同心配置的内径不同的多个反应筒壁分隔的多个小空间通过交替形成在这些反应筒壁的下部与上部的流通用贯通部从内 侧开始依次成为连通状态而形成的；　在该反应流路上连接着上述气体供给部及气体排气部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-10-31 297034/2006;JP 2007-10-3 259445/20071、一种三氯硅烷制造装置，其特征在于，具备：反应容器，在内部被供给包括四氯化硅和氢的供给气体，生成包括三氯硅烷与氯化氢的反应生成气体；加热机构，将上述反应容器的内部加热；气体供给部，将上述供给气体供给到上述反应容器内；气体排气部，将上述反应生成气体从上述反应容器排出到外部；在上述反应容器的内部形成有反应流路，所述反应流路是使被大致同心配置的内径不同的多个反应筒壁分隔的多个小空间通过交替形成在这些反应筒壁的下部与上部的流通用贯通部从内侧开始依次成为连通状态而形成的；在该反应流路上连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井敏由记，伊藤秀男，清水祐司，
申请(专利权)人：三菱麻铁里亚尔株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]